Kaliumferraat

chemiese verbinding

Kaliumferraat is 'n sout van kalium met die suurres FeO2−4 wat yster in sy seldsame 6+-oksidasietoestand bevat.

Eienskappe

Algemeen

Naam Kaliumferraat
Struktuurformule van
Struktuurformule van
Chemiese formule K2FeO4
Molêre massa 198,04 g/mol [1]
CAS-nommer 13718-66-6[1]  
Voorkoms Swart of donkerpers vastestof[1]
Fasegedrag  
Selkonstantes a=770,5; b=586,3;c=1036 pm[2]  
Ruimtegroep Pnma[2] 
Nommer 62  
Strukturbericht H1₆
Smeltpunt >400 °C[1]
Kookpunt
Digtheid
Oplosbaarheid >0,51 [mM/L]; (pH=9,2)

Suur-basis eienskappe

pKa

Veiligheid

Flitspunt onbrandbaar

Tensy anders vermeld is alle data vir standaardtemperatuur en -druk toestande.

 
Portaal Chemie

Die stof is 'n sterk oksideermiddel.

Kristalstruktuur

wysig

Kaliumferraat kristalliseer in 'n ortorombiese struktuur. Dit is isostruktureel met kaliumsulfaat.[2] Die struktuur is bekend as die H16-struktuur van die strukturbericht-klassifikasie. Yster word omring deur 'n tetraëder van suurstofatome.

Vervaardiging

wysig

Daar is verskeie maniere om hierdie stof te verkry:

  1. Elektrolities: 'n ysteranode in NaOH/KOH
  2. Die droë metode: verhitting van ysteroksiede onder sterk basiese omstandighede en suurstof; dit kan nogtans tot ontploffings lei
  3. Die nat metode: 'n Fe(III)sout word geoksideer onder basiese omstandighede met 'n oksideermiddel soos hipochloriet of chloor.[2]

Li et al. gebruik yster(III)nitraatnonahidraat Fe(NO3)3.9H2O en 'n oplossing van KClO

Eienskappe

wysig

Die sout is in water nie goed oplosbaar nie, maar oplossings van 0,51 mM kan vervaardig word. Sy stabiliteit hang sterk van die pH af. Die spoed waarmee dit ontbind is minimaal by pH=9,2-9,4. Die ferraatioon is egter veral 'n sterk oksideermiddel by laer waardes van die pH:[2]

 
 

Fotokatalise

wysig

Die ferraatioon besit ook fotokatalitiese eienskappe wat die oksidasie kan bevorder. Ultraviolette straling veroorsaak optiese absopsie wat tot ladingsoordrag van die suurstofligande na die sentrale Fe(VI) en daarmee tot die vorming van baie reaktiewe Fe(V)- en Fe(IV)-spesies lei.[3]

Paramagnetisme

wysig

Die Fe(VI)ioon het 'n [Ar]3d2-konfigurasie. Die ioon het twee ongepaarde d-elektrone wat dit paramagneties met 'n μeff =2,85 Bohr magnetons moet maak, indien die spin-alleen-aanname geldig is. Die waarde wat gemeet is, is 3,05±0,10 Bohr magnetons.[4]

Gebruike

wysig

Die stof word in die suiwering van vars water vir die drinkwatervoorsiening gebruik. Die reaksieprodukte van ferraat is nie-toksiese yster(III)verbindings. Dit oksideer organiese besoedeling soos BPA en vorm yster(III)kolloïede wat na aggregasie neerslaan en daarna verwyder kan word. Baie onsuiwerhede adsorbeer daaraan en word so ook verwyder. [2] Die eienskappe van die ferraatioon is veral interessant omdat dit ook in staat is om toksiese vorms van besoedeling soos bromo- of chlorobenseen af te breek. [5]

Verwysings

wysig
  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 "SDS". American elements. Besoek op 18 Oktober 2023.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 C Li 1, X Z Li, N Graham (2005). "A study of the preparation and reactivity of potassium ferrate". Chemosphere. 61 (4): 537–43. doi:10.1016/j.chemosphere.2005.02.027.{{cite journal}}: AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)
  3. Cali Antolini, Charles D. Spellman Jr., Christopher J. Otolski, Gilles Doumy, Anne Marie March, Donald A. Walko, Cunming Liu, Xiaoyi Zhang, Benjamin T. Young, Joseph E. Goodwill, Dugan Hayes (2022). "Photochemical and Photophysical Dynamics of the Aqueous Ferrate(VI) Ion". Journal of the American Chemical Society. 144 (49): 22514–22527. doi:10.1021/jacs.2c08048.{{cite journal}}: AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)
  4. HJ Hrostowski (1949). "The paramagnetism of potassium ferrate". ScholarsArchive@OSU proefskrif.{{cite web}}: AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)
  5. Dian Majid, Aditya Rio Prabowo (2022). "Ferrate(VI) performance on the halogenated benzene degradation: Degradation test and byproduct analysis". Materials Today: Proceedings. 63 (Supplement 1): S282–S286. doi:10.1016/j.matpr.2022.02.470.{{cite journal}}: AS1-onderhoud: gebruik authors-parameter (link)